JPH0637026B2 - 半導体素子の周面加工装置 - Google Patents

半導体素子の周面加工装置

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JPH0637026B2
JPH0637026B2 JP61019473A JP1947386A JPH0637026B2 JP H0637026 B2 JPH0637026 B2 JP H0637026B2 JP 61019473 A JP61019473 A JP 61019473A JP 1947386 A JP1947386 A JP 1947386A JP H0637026 B2 JPH0637026 B2 JP H0637026B2
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grinding
nut
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/065Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers

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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はたとえば半導体整流素子の外周部を研削砥石
を用いて研削加工する周面加工装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
半導体整流素子はその形状寸法を正確に仕上げる必要が
あるが、たとえばSi,AlおよびMoなどの三層構造となっ
ていて、これら各層はそれぞれ硬度が異なり、しかもい
ずれも難削材であるため、その成形加工には従来はサン
ドブラスト加工法が用いられている。これは、第6図に
示すように、加工前の半導体整流素子aを矢印(イ)のよ
うに回転させるとともに、超硬材料からなるノズルbか
ら砥粒cを半導体整流素子aの回転軸a1 に対してベベ
リング角度θだけ傾斜させて圧縮空気とともに噴射しな
がら矢印(ロ)のように移動させて外周面a2 を成形加工
していた。ところで、このサンドブラスト加工法は加工
能率が低く生産性が悪いという欠点があり、かつ作業中
に粉塵が発生し珪肺対策を講じる必要があり、さらに形
状精度が悪く不合格品が生じ歩留りが低いという欠点が
ある。
そこで、サンドブラスト加工法の代わりに研削砥石を用
いて研削加工するものとして特公昭58−202758
号公報があるが、後述する問題点が多く実用化には到っ
ていない。また、出願人も特開昭58−191437号
公報および特開昭59−7562号公報に示されるよう
に、特許出願しているが、前記特公昭58−20275
8号公報のものと同じように問題点が解決されていな
い。
すなわち、半導体整流素子が多層構造で、各層がそれぞ
れ高硬度であるため、砥石の摩耗,破損が大きく工具に
対するコストが大きくなる。
また、Si,Al,Moの三層構造の半導体整流素子aを研削
加工する場合に第7図に示すようにMoを含めベベリング
角度θを設けるため、θを大きくすると、次公定のシリ
コンエンキャップeの流出部e1 が生じ、キャップ塗布
が完全に行なわれず、不合格品なる。また第8図のよう
にθが小さくなるように研削すると、シリコンエンキャ
ップ作業は容易になるが有効電流面積Sが小さくなり、
素子仕様が低下するという欠点があった。
〔発明の目的〕
この発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、研削加工により多層構造の半導体素
子の外周部を高精度かつ高能率にしかも高歩留りで加工
する半導体素子の周面加工装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
この発明においては、上記目的を達成するため、円板状
で複数層の半導体素子をこの半導体素子の軸線を回転軸
として回転させるとともに切削砥石を回転させながらこ
の研削砥石の研削面を上記半導体素子の周面に当接さ
せ、上記半導体素子に相対的に切込ませて上記半導体素
子を円錐台状に形成する半導体素子の周面加工装置にお
いて、上記切削砥石を研削面が半導体素子の層の方向と
平行になるように搭載し、半導体素子の加工すべき円錐
面と平行な切込み方向に進退自在な切込み送り台と、正
逆回転可能なモータによって回転する送りねじと、この
送りねじと螺合しこの送りねじの回転によって進退する
送りナットと、この送りナットを回転不能に支持すると
ともに前記切込み送り台に対して切込み方向に進退自在
に支持された支持杆と、上記切込み送り台と送りナット
との間に設けられ研削抵抗に応じて送りナットを切込み
方向と反対方向に弾性的に逃がすばねと、上記切込み送
り台に設けられ上記送りナットの切込み方向と反対方向
への移動を規制する戻りストッパと、上記切込み送り台
に設けられ上記ばねの弾性力に抗して送りナットを上記
戻りストッパに対して押圧して送りナットを拘束する押
圧手段とを具備したことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を第1図乃至第5図を参照し
て説明する。第1図中1は円板状の被加工物としての半
導体素子としての整流素子であり、この整流素子1は加
工前は第3図(a)に示すように大径のSi層1aと小径のA
l層1bおよびMo層1cとからなり、Si層1aは上面か
らP,N,Pの各層から構成されている。そして、加工
後は第3図(b)に示すように、大径のSi層1aは円錐台
状に成形され、Si層1aとAl層1bとの境界には平坦部
1dが形成されるようになっている。上記整流素子1は
その軸線1eを回転軸2aとする素子回転装置2の前面
に真空吸着機構2bを介し着脱可能に固定されるように
なっている。そして、この素子回転装置2は素子回転モ
ータ3により駆動され回転するようになっている。ま
た、素子回転装置2と素子回転モータ3とは基台4に取
付けられている。この基台4の上面には上記素子回転装
置2の回転軸2aと直交し、整流素子1の半径方向に移
動自在の半径方向移動台5が設けられている。この半径
方向移動台5は上記基台4上に固定されたモータ6とこ
のモータ6に駆動されて左右いずれの方向にも回転可能
で、かつ軸受7に軸支された送りねじ8と、この半径方
向移動台5に固定され、送りねじ8と螺合する送りナッ
ト9とで構成された半径方向駆動部10により駆動され
るようになっている。この半径方向駆動部10の上面に
は図示しない回転機構を介して矢印Aに示すように任意
の方向に設定可能で、かつ矢印Bに示すように進退可能
の切込み送り台11が設けられている。そして、この切
込み送り台11の上面には研削装置12が取付けられて
いる。この研削装置12の軸端には研削砥石12aが上
記素子回転装置2の回転軸2aと同一平面上に設けられ
ていて、内蔵するモータにより矢印Cに示すように回転
し、整流素子1の周面を研削するようになっている。そ
して、上記切込み送り台11にはこの切込み送り台11
を上記矢印B方向に進退させる切込み送り駆動部13
設けられている。この切込み送り駆動部13は第2図に
示すように構成されている。すなわち、第2図中14は
切込み送り用モータであり、このモータ14は上記半径
方向移動台5に固定されていて、正逆何れにも回転する
ようになっている。そして、このモータ14の回転軸1
5には駆動軸16が連結されている。この駆動軸16は
上記半径方向移動台5に固定された軸受17に回転自在
に支持されている。そして上記駆動軸16の先端側には
送りねじ18が設けられ、この送りねじ18には送りナ
ット19が螺合されている。そして、この送りナット1
9は上記切込み送り台11に上記送りねじ18に直交す
るように固定された取付台20に摺動自在に取付けられ
ている。すなわち、送りナット19の周縁近傍には支持
杆21,21が突設されている。そして、この支持杆2
1,21の先端部は上記切込み送り台11に固定された
取付台20に設けられた軸受20a,20aを介して上
記矢印B方向に摺動自在になっている。そして、上記支
持杆21,21の上記送りナット19と取付台20との
間にばねとして圧縮ばね22,22が装着されている。
また、上記取付台20の周縁には先端にストッパ部23
a,23aを有する戻りストッパ23,23が固定され
ている。そして、上記ストッパ部23a,23aは上記
送りナット19の外側面19aと当接し、送りナット1
9の戻り量を規制するようになっている。
一方、上記取付台20の外側面20aにはエアーシリン
ダ24が設けられている。そして、このシリンダ24の
スピンドル24aは取付台20を貫通したのち、送りナ
ット19の内側面19bに固定されている。
上記のように構成されたこの発明の作用を説明する。前
記した第3図に示す加工前の整流素子1を素子回転装置
2の真空吸着機構2bに吸着させたのち、素子回転モー
タ3を10〜300rpmで回転させる。すなわち、整流
素子1の直径が小さいものに対しては低速で、大直径の
ものに対しては高速回転させる。ついで、研削砥石12
aを内蔵されたモータにより数千乃至数万rpmで回転さ
せる。そして、半径方向移動台5を半径方向駆動部10
を作動させることにより、整流素子1の加工可能な位置
まで移動させたのち、半径方向移動台5をその位置に停
止させる。ついで、切込み送り駆動部13の切込み送り
用モータ14を作動させると、研削砥石12aは整流素
子1の周面に切込み第3図(b)に示すように円錐台状に
研削する。
このとき、整流素子1の周面は加工幅が変化するととも
に、材質がSi→Si+Al→Al→Al+Mo→Moと変化する。こ
のため、研削抵抗が大きく変化する。
第4図にこの発明の切込み送り駆動部13によらず、従
来の単純な送りねじと送りナットのみの送り機構による
研削抵抗の変化を破線Aで示し、この発明の切込み送り
駆動部13による研削抵抗の変化を実線Bで示す。そし
て研削抵抗を研削に要する正味消費動力(W)で表示し
た。第4図は従来の送り機構AではAlとMoの同時加工が
行なわれる領域で研削抵抗の急増が見られ、研削砥石に
大きな損傷を与える。
この発明は研削抵抗が急増する領域に入る直前に送り機
構の剛性を変化させ、研削抵抗の急増を防止している。
すなわち、切込み送りの一連のシーケンスにおいて、Si
のみ、Si+Alの領域においては、送りナット19を支持
する支持杆21,21をシリンダ24により研削抵抗よ
り大きな力で戻りストッパ23,23に押圧し、単純な
送りねじと送りナットによる送り機構と同様に加工し、
Al→Al+Moの領域に加工が進行するとシリンダ24の作
動を停止し、圧縮ばね22,22と研削抵抗のバランス
によって、支持杆21,21が進退し研削砥石12aに
過負荷が加えられるのを防止する。研削抵抗は第4図の
実線のように、Mo領域に研削が進行しても徐々に上昇す
るように変化する。研削抵抗の一定値で研削を終了させ
れば砥石の損傷を小さくすることができる。
なお、Al→Al+Moの領域へ加工が進行したことは研削抵
抗をモニタすることにより判断できる。
また、第5図は研削砥石12aの減耗を示す研削比Gを
この発明と従来例とを対比して示すもので約4倍向上し
ていることが確認された。
上記実施例のようにこの発明を整流素子1に適用する
と、整流素子1の形状は円錐台状に形成されるとともに
平坦部1dが形成されるという理想的な形状の加工が可
能となり、エンキャップ工程電流容量の制約による歩留
りが向上するという効果がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明においては、研削砥石が
研削抵抗の急増する領域に入る直前に切込み送り機構の
剛性を変化させ研削抵抗の急増を防止する構成としたの
で研削砥石に過負荷が加えられず、研削砥石の寿命が延
長し、工具コストが低下する。また、形状不良による不
合格品の発生が大幅に減少し歩留りが向上する。また、
研削砥石の減耗が減少しドレッシングインタバルが長く
なるので生産性が向上するという効果がある。
また、従来のサンドブラスト加工に比し生産性が大幅に
向上し、粉塵公害対策を必要としないという効果もあ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の概略構成を示す平面図、第2図は第
1図の切込み送り台に対する切込み送り駆動部を拡大し
て詳細を示す平面図、第3図(a)(b)は整流素子の加工前
後の形状を示す断面図、第4図はこの発明と従来工法に
おける研削抵抗を対比して示すグラフ図、第5図はこの
発明と従来工法における研削比を対比して示すグラフ
図、第6図はサンドブラスト加工法による被加工物の側
面図、第7図および第8図は従来の周面加工装置による
研削加工後の被加工物を示す断面図である。 1……整流素子(半導体整流素子)、11……切込み送
り台、12a……研削砥石、13……切込み送り駆動
部、18……送りねじ、19……送りナット、21,2
1……支持杆、22,22……圧縮ばね、24……シリ
ンダ(押圧手段)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/06

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円板状で複数層の半導体素子をこの半導体
    素子の軸線を回転軸として回転させるとともに切削砥石
    を回転させながらこの研削砥石の研削面を上記半導体素
    子の周面に当接させ、上記半導体素子に相対的に切込ま
    せて上記半導体素子を円錐台状に形成する半導体素子の
    周面加工装置において、 上記切削砥石を研削面が半導体素子の層の方向と平行に
    なるように搭載し、半導体素子の加工すべき円錐面と平
    行な切込み方向に進退自在な切込み送り台と、正逆回転
    可能なモータによって回転する送りねじと、この送りね
    じと螺合しこの送りねじの回転によって進退する送りナ
    ットと、この送りナットを回転不能に支持するとともに
    前記切込み送り台に対して切込み方向に進退自在に支持
    された支持杆と、上記切込み送り台と送りナットとの間
    に設けられ研削抵抗に応じて送りナットを切込み方向と
    反対方向に弾性的に逃がすばねと、上記切込み送り台に
    設けられ上記送りナットの切込み方向と反対方向への移
    動を規制する戻りストッパと、上記切込み送り台に設け
    られ上記ばねの弾性力に抗して送りナットを上記戻りス
    トッパに対して押圧して送りナットを拘束する押圧手段
    とを具備したことを特徴とする半導体素子の周面加工装
    置。
JP61019473A 1986-01-31 1986-01-31 半導体素子の周面加工装置 Expired - Lifetime JPH0637026B2 (ja)

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JPS62176745A JPS62176745A (ja) 1987-08-03
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6348382Y2 (ja) * 1980-07-29 1988-12-13
JPS58191437A (ja) * 1982-05-04 1983-11-08 Toshiba Corp 周面加工装置

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JPS62176745A (ja) 1987-08-03

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